一种基于多层级虚拟电厂的能量协调控制分配方法及系统与流程

本发明涉及配送电，具体而言，涉及一种基于多层级虚拟电厂的能量协调控制分配方法及系统。

背景技术：

1、随着能源结构加速化优化升级以及风光发电技术的进步，大规模的风光零碳电源并网会对电网带来前所未有的冲击，由于风电、光伏等可再生能源发电存在较强的波动性和不确定性，其并网调度会给传统电力系统造成诸多不确定因素。

2、在虚拟电厂内部通常包括不同类型、不同容量以及不同区域的分布式能源，聚合多种分布式能源能有效降低风险，但是，在区域和类型增多的情况下，虚拟电厂的调控将面临更严峻的挑战，如何协调好各类资源，处理好源网协同使之成为一个相对稳定的电源体是亟待解决的难题。大量不同区域具有间歇性、随机性特点的分布式电源接入，造成潮流无序流动、电压波动加剧甚至越限，威胁到区域电网的安全稳定运行，现有技术还没有较好的解决方案。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何对多区域的新能源场站进行高效能量分配。

2、为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种基于多层级虚拟电厂的能量协调控制分配方法，包括：

3、在单位面积范围内，以发电类型为组别，将发电厂分为至少四个发电单元，其中，所述发电单元包括光伏发电单元、水电发电单元、风电发电单元和燃气发电单元；

4、预测每个发电小组在下一个单位时间段的发电功率，其中，将第一预设面积范围内，所有相同类型的所述发电单元作为一个发电小组，所述第一预设面积范围包括整数倍个所述单位面积范围；

5、将每个发电网络中的所有所述发电功率之和作为输出功率，其中，第二预设面积范围内的所有发电小组作为所述发电网络，所述第二预设面积范围包括整数倍个所述第一预设面积范围；

6、根据预设选举方法确定所述发电网络中的主节点，其中，所述主节点用于向外输出能量，所述能量包括电能、热能或冷能中的至少一种；

7、基于配电自动化系统建立电网模型，根据所述电网模型获取电网的需求数据；

8、将所述发电网络的所述输出功率根据所述需求数据匹配至所述电网。

9、相对于现有技术，本发明将区域划分成多个单位面积，将单位面积范围内的相同类型的发电厂站划分在一个发电单元中，作为基本调控单元；将第一预设面积范围内的相同类型的发电单元作为一个发电小组，作为基本预测单元，用于预测未来单位时间段内的发电量，保证既能满足预测的准确性，又能降低预测的计算量；将面积更大的第二预设面积范围内的相同类型的发电小组作为一个发电网络，用于作为向外输送能量的基本单元，将工作最稳定的发电小组作为主节点，用于向电网或其他用于接受能量输入的设备或组织输送能量，保证降低能源输送成本；建立已有的电网模型，根据电网模型确定需求数据，将虚拟电厂中的出力与需求数据匹配，确定能源分配策略，保证高效分配和利用新能源场站获得的能量。

10、可选地，所述预测每个发电小组在下一个单位时间段的发电功率包括：

11、根据气象云图信息、风速、风向信息，预测在所述单位时间段内的光照时间和光照强度；

12、根据所述光照时间和所述光照强度确定所述单位时间段的光伏发电功率；

13、根据所述风速和所述风向信息确定所述单位时间段的风力发电功率。

14、可选地，所述预测每个发电小组在下一个单位时间段的发电功率还包括：

15、获取往年的同季节的真实发电功率数据和预测发电功率数据；

16、根据往年的所述真实发电功率数据和所述往年的所述预测发电功率数据计算往年的预测准确度，根据所述预测准确度优化所述下一个单位时间段的预测功率；

17、将优化后的预测功率作为所述发电功率。

18、可选地，所述根据往年的所述真实发电功率数据和所述往年的所述预测发电功率数据计算往年的预测准确度，根据所述预测准确度优化所述下一个单位时间段的预测功率包括：

19、将所述往年的所述真实发电功率数据的曲线和所述往年的所述预测发电功率数据的曲线之间的拟合程度作为所述预测准确度；

20、根据所述预测准确度优化所述下一个单位时间段的预测功率，使所述下一个单位时间段的所述预测功率从数值转化为具有上下区间的功率带；

21、选择与所述发电类型对应的预测权重进一步优化所述功率带，获得所述发电功率。

22、可选地，所述将每个发电网络中的所有所述发电功率之和作为输出功率包括：

23、对于确定的所述发电网络，将预测的所述下一个单位时间段的所述发电功率进行前处理，所述前处理包括：

24、剔除波动大于预设百分比的发电功率值，获得第一功率曲线，所述发电功率值为所述发电功率所在的所述功率带的中间值；

25、对所述第一功率曲线的时间轴进行细粒度划分，分为至少十个子时间段；

26、将每个所述子时间段中的功率曲线进行斩波，将所有斩波后的曲线组合，获得所述输出功率。

27、可选地，所述根据预设选举方法确定所述发电网络中的主节点包括：

28、根据所述发电小组的发电功率、发电能量量度确定所述发电小组的稳定性因数；

29、根据往年的所述预测准确度、所述稳定性因数和选举权重获得第一选举分；

30、根据输送损耗和发电成本获得第二选举分；

31、根据所述第一选举分和所述第二选举分确定第三选举分；

32、将所述第三选举分最高的所述发电小组作为所述主节点。

33、可选地，所述基于配电自动化系统建立电网模型，根据所述电网模型获取电网的需求数据包括：

34、获取电网的架构模型、连接模型和电网中各个设备的运行参数；

35、根据所述架构模型、所述连接模型和所述运行参数确定所述电网的运行水平；

36、根据所述运行水平获得需求数据，其中，所述需求数据包括电力需求曲线、热力需求曲线和燃气需求曲线的至少一个。

37、可选地，所述将所述发电网络的所述输出功率根据所述需求数据匹配至所述电网包括：

38、根据所述需求数据，以预设供电顺序向所述电网供电，其中，所述预设供电顺序依次包括水电、光伏、风电和燃气发电。

39、可选地，所述根据所述需求数据，以预设供电顺序向所述电网供电包括：

40、当所述水电满足所述需求数据后，将所述水电发电单元所在的所述发电网络的输出功率转化为水利蓄能；

41、当所述光伏满足所述需求数据后，优先将所述光伏发电单元所在的所述发电网络的输出功率输出至储能蓄电池，当所述输出功率大于所述储能蓄电池的额定输入功率时，将剩余的所述输出功率输出至所述水电发电单元，用于通过所述水电发电单元将所述输出功率转化为水利蓄能；

42、当所述风电满足所述需求数据后，将所述风电发电单元所在的所述发电网络的输出功率输出至所述水电发电单元，用于通过所述水电发电单元将所述输出功率转化为水利蓄能；

43、当所述燃气发电满足所述需求数据后，将所述燃气发电单元所在的所述发电网络的输出功率输出至电热单元，用于通过所述电热单元将所述输出功率转化为热能。

44、另一方面，本发明还提供一种多层级虚拟电厂系统，包括能量分配模块、光伏发电模块、水电模块、风电模块、燃气模块，所述能量分配模块用于实现如上所述的基于多层级虚拟电厂的能量协调控制分配方法。

45、所述多层级虚拟电厂系统相对于现有技术与所述基于多层级虚拟电厂的能量协调控制分配方法相同，在此不再赘述。